三層交換技術在組網構建中起著非常重要的作用，這里我們分析了關于三層交換技術的實際應用，三層交換是在1997年前后才開始出現(xiàn)的一種交換技術，最初是為了解決廣播域問題。經過多年發(fā)展，三層交換技術已經成為構建多業(yè)務融合網絡的主要力量。當前，三層交換機的應用環(huán)境正面臨哪些變化?

產生了哪些新技術?其發(fā)展趨勢怎么樣?未來的市場需求怎么樣?在我們賽迪網技術社區(qū)中有這樣一篇帖子，專門介紹分析了三層交換機的從零開始發(fā)展壯大的歷程。下面我們就來具體看一下：

請看專家解讀——產生及發(fā)展三層交換(也稱多層交換技術，或IP交換技術)是在1997年前后才開始出現(xiàn)的一種交換技術，它是相對于傳統(tǒng)交換概念而提出的。眾所周知，傳統(tǒng)的交換技術是在OSI網絡參考模型中的第二層——數(shù)據鏈路層進行操作的，而三層交換技術是在網絡模型中的第三層實現(xiàn)了數(shù)據包的高速轉發(fā)。三層交換技術的出現(xiàn)主要是為了解決規(guī)模較大的網絡中的廣播域問題，通過LAN把一個大的交換網絡劃分為多個較小的廣播域，各個VLAN之間再采用三層交換技術互通。最初的三層交換機往往是把二層轉發(fā)和三層交換做在兩個單元中，還沒有用一個芯片完成完整的三層交換功能，這樣的交換機往往也是機架式的，比如3Com的 Corebuider9000、Corebuider3500，思科的5505、6509，朗訊的Cajun P550等，一般都有一個專門處理三層數(shù)據的單元或者模塊。

在傳統(tǒng)的交換機中，三層交換引擎往往是整個交換機的瓶頸，無法實現(xiàn)大容量的線速的三層交換，而且模塊和模塊之間會采用總線式結構。千兆以太網標準出現(xiàn)之后，有些機架式交換機內部也采用了千兆端口實現(xiàn)模塊和模塊之間的互通。1998年 Intel推出了550T、550S可堆疊的盒式三層交換機，背板容量達2.1Gbps，可以實現(xiàn)8個百兆端口的線速交換，這是當時市場上最早出現(xiàn)的盒式交換機之一，性價比也比較高。但無論是當時的盒式三層或者是機架式三層交換機，最主要的功能僅僅是為了隔離廣播域，路由協(xié)議的支持都比較簡單，僅僅支持 RIP、OSPF等小型網絡的動態(tài)路由協(xié)議，VLAN之間的路由默認也是互通的，沒有什么控制功能。

隨著網絡規(guī)模的變化，以太網技術從一個辦公室網絡走向一個辦公樓的局域網乃至整個園區(qū)網，而在1998年之前，園區(qū)網技術往往會采用最早的FDDI技術和ATM技術。這種應用變化對三層交換機提出了更高的性能要求，對數(shù)據轉發(fā)的控制能力和廣域網之間的路由互聯(lián)能力的要求也更高，同時可靠性、可用性要求也大大增強，二、三層交換功能也發(fā)展到由一個單獨的芯片完成，交換容量也從最初的5Gbps發(fā)展到現(xiàn)在的幾百Gbps的水平，由此出現(xiàn)了一些關鍵技術，如CrossBar技術、基于硬件線速的訪問控制技術、端到端QoS技術、更豐富的協(xié)議支持等。詳情見配文。應用環(huán)境的變化即使在三層交換技術相當成熟的現(xiàn)在，三層交換機也從來沒有停止過它的發(fā)展，主要是因為三層交換機的應用環(huán)境正在面臨巨大的變化。

隨著時間的推移，以太網的傳輸速度從10Mbps逐步擴展到100Mbps、1Gbps、10Gbps，以太網的價格也跟隨摩爾定律以及規(guī)模經濟而迅速下降。如今，以太網已經成為局域網(LAN)中的主導網絡技術，而且隨著萬兆以太網的出現(xiàn)，以太網正在向城域網(MAN)大步邁進，因此也拉動了三層交換機的更深層次的變革。這種拉動體現(xiàn)在以下三個方面：

1. 企業(yè)信息基礎設施的建設，給以太網應用帶來了巨大的空間。由于以太網技術最初就是為局域聯(lián)網而設計的，因此，其在支持企業(yè)局域網絡連接上具有天然的優(yōu)勢，其構造的簡易性、擴展的靈活性以及速度的不斷提升，使之成為構建企業(yè)網絡的首選技術之一。今天，我國信息化建設的大力推進，給以太網的發(fā)展帶來了巨大的市場機遇。

2. 城域網絡建設成為以太網技術的新天地。當前，城域網絡建設的架構基本可以分為MSTP+IP和以太網模式。而以太網技術由于更適合于已有的企業(yè)網絡連接，同時具備網絡建設靈活快速等優(yōu)勢，在城域網建設中發(fā)揮了重要作用?；谝蕴W的城域網絡，更適合數(shù)據的傳輸以及寬帶化的增長需求。同時，以太網絡結構適合對大客戶以及業(yè)務密集區(qū)域的覆蓋，如企業(yè)網絡、校園網絡等，因此具有更高的收益預期。

3. 寬帶的融合業(yè)務趨勢，為以太網走向廣域提供了空間。數(shù)據業(yè)務和傳統(tǒng)電信業(yè)務的融合已是大勢所趨，新的運營商期待一種能夠提供融合業(yè)務，同時又具有較好經濟性的網絡。基于IP的寬帶以太網交換技術，將使這一目標逐步成為現(xiàn)實。面向光的10G以太網技術成為市場的熱點，這使以太網技術走向廣域，并最終實現(xiàn)從局域到廣域的統(tǒng)一寬帶網絡體系，實現(xiàn)對綜合業(yè)務的支持，形成以太網一統(tǒng)天下的局面。

技術發(fā)展趨勢三層交換機所面臨的應用環(huán)境的急劇變化，使得三層交換技術有了更加深層次的技術變革。這種變革主要體現(xiàn)在以下三個方面：1.從體系架構上靈活支持多種技術的融合今天的核心交換機的交換容量已經達到了幾百Gbps的水平，可以滿足十幾個萬兆端口和幾百個千兆端口的線速轉發(fā)，所以性能已經不再是瓶頸，如何很好地在網絡融合的趨勢下承載業(yè)務是各個網絡設備供應商在產品設計初期就要深入思考的問題。

現(xiàn)在的網絡是路由和交換技術的融合，廣域和局域的融合，安全、IDS等技術和交換機技術的融合。主要體現(xiàn)在核心交換機上直接可以擴展防火墻模塊、IDS模塊、2.5G/155M POS、ATM、2M等路由器的接口模塊。這種融合給在網絡中部署各種策略提供了更好的靈活性。比如單獨的防火墻只能部署在網絡的邊緣，在網絡出口位置保護內部網絡的安全，但70%以上的安全問題往往來源于內部，它無法對內部網絡進行有效控制。而防火墻作為一個模塊插到交換機內部之后，可以靈活地部署在任意兩個VLAN之間，極大地提高了部署的靈活性。通過擴展路由器接口，可以更加節(jié)省用戶的投資，滿足更加靈活的組網需求。